Biodigestão Anaeróbia de Resíduos Animais · Adenovírus porcino Circovírus porcino Associado a várias doenças; Ampla distribuição. Quais vírus estudar? E por qual motivo?

Biodigestão Anaeróbia de Resíduos Animais

Dr. Airton Kunz [email protected]

Sao Carlos, SP – 21 de março de 2014

III SPARH

Frango

de corte Poedeiras

Suinos Gado de leite

Distribuição dos rebanhos no Brasil

Source: Hermann and Santos, 2009

Um pouco de história sobre a

digestão anaeróbia no Brasil...

“O patético de nossa época é que o passado se insinua

no presente e repito: a toda hora e em toda parte, a vida

injeta o passado no presente.”

Nelson Rodrigues

BIOGÁS NO BRASIL

1ª - Décadas de 70 e 80: Reduzir dependência do petróleo;

2ª - Década de 90 e 00 – Agregar valor ao dejeto como

biofertilizante e mercado de carbono.

3ª - Década de 00 a 10 – Biogás e energia elétrica.

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Biodigestores: uma avaliação da

situação atual

EMBRATER, 1984

Suinocultura Industrial, 2004

Substrato x Biodigestor

Dejetos animais são diferentes de esgoto sanitário!

2 – METCALF & EDDY, Wastewater Engineering: Treatment and Reuse. 4th ed. McGraw-Hill, (2003) 1334p. 3 – KUNZ, A.; Tratamento de dejetos de suínos: desafios associados a complexidade da matriz. In: Tecnologias para remoção de nutrientes de dejetos de origem animal. Brasil (2005) p07-11.

4 – 15 (1 %)

20 – 85 (2 %)

110 – 400 (1,2 %)

250 – 1000

6 – 8

Sanitário

4500 NNTK (mg L-1)

1600 PTOTAL (mg L-1)

34000 DBO520 (mg L-1)

65000 DQO (mg L-1)

7 - 8 pH

Suíno Parâmetro

Comparação das características físico-químicas de

efluente sanitário e dejeto de suíno.2,3

Biodigestores

Créditos de carbono

Energia -térmica

-elétrica (ex:IN 390/09-ANEEL)

Sem sistemas de aquecimento

Sem agitação de biomassa

Baixa capacidade de geração de biogás

capacidade (0.15-0.20 m3.kgVS-1.d-1)

Vantagem: baixo custo

Foto: Granja Master

Importância de manejo e descarte de lodo do biodigestor

Simulação de acúmulo de SF no biodigestor :

Média Concentração Entrada SF: 4,86 KgSF/m³ Média Concentração Saída SF: 3,69 KgSF/m³

Entrada: 4,86 KgSF/m³ x 1,88 m³/d = 9,13KgSF/d Saída: 3,69 KgSF/m³ x 1,88 m3 /d = 6,93KgSF/d

Acúmulo: 2,2 KgSF/d

2,2KgSF/d x 30 dias = 66KgSF/mês x 12 meses = 792 KgSF/ano

BIODIGESTOR DE ALTO RENDIMENTO

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REATOR UASB

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Desafios de redução de escala...

Pequenos biodigestores

Acompanhamento da produção de Biogás por SV.

Efeito aquecimento!!

(Início dia 200)

Expansor de biogás para remoção

de água.

Meio Suporte para

remoção de enxofre.

De onde veio o conceito….

Análise de CH4, CO2 e H2S no biogás produzido no biodigestor

inverno

Resumindo!!

Descentralized Biogas Generation Units

Microcentral Elétrica

USOS E APLICAÇÕES DO BIOGÁS

• Cogeração de Energia:

INEE – Instituto Nacional de Eficiência Energética 26

Cuidados com o biogás...

Medidor de vazão furado

Compressor furado

Purificação de biogás

Análise de biogás

amostragem

determinação (CH4, H2S, NH3)

E o digestato?????

8,29 ± 4,57 39,22 ± 17,54 Sólidos Voláteis

0,22 ± 0,02 1,60 ± 0,41 PTotal

3,14 ± 0,50 4,53 ± 1,07 NNTK

2,36 ± 0,63 2,52 ± 0,75 N-NH3

3,00 ± 1,34 34,30 ± 8,11 DBO520

8,27 ± 1,58 65,09 ± 14,56 DQO

Efluente Afluente Parâmetro

Médias (g . L-1) das concentrações na entrada e saída do biodigestor

78,86

86,25

30,68

6,34

91,25

87,30

% de Redução

Efluente biodigestor (Digestato)

Biofertilizante ou Tratamento!!

Não tem importância econômica; Ampla distribuição – indicador ambiental.

Adenovírus porcino

Circovírus porcino Associado a várias doenças; Ampla distribuição.

Quais vírus estudar? E por qual motivo? Podemos escolher algum como indicador???

Virus

Todas as amostras apresentavam vírus com capacidade de infectar as células

Íntegro X infeccioso

Circovirus como indicador!!!

Para saber mais...

Há necessidade de inativar completamente virus e bactérias?

Eng. Agríc., Jaboticabal, v.33, n.2, p.422-431, mar./abr. 2013

www.cnpsa.embrapa.br/sgc/sgc_publicacoes/publicacao_i9r49m5q.pdf

Estações compactas de tratamento

de efluentes da suinocultura

Novos processos

NH4+

NH2OH

N2H4

NO2-

NO3-

NO

N2O

N2

Org-N

Ciclo do Nitrogenio – O processo Anammox

Nitrificação Desnitrificação

Anammox

NH4+ + NO2

－ N2 + 2H2O Anammox

Reatores com atividade ANAMMOX

Detalhe do meio suporte

Anammox Bacteria

“Brazilis concordienses”

Viancelli et al. 2011 Braz. Arch. Biol. Technol. (54 ) 1035

Reatores com alta

atividade - Remoção alcançada de 18.3 Kg-Nm-³d-1

- Cerca de 60 vezes maior que nitrificação e desnitrificação

Potencialidade de Uso - Resíduos com baixo carbono

- Efluentes de biodigestores

Ferramentas para aprimoramento da digestão anaeróbia:

Conhecimento dos substratos

Laboratório de Estudos em Biogás

Capacidade de produção

de metano de diferentes substratos

(testes de BMP)

ead.pti.org.br/wra

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Aprimoramento do conhecimento técnico-científico

Diminuição da subjetividade e empirismo;

Transferência de tecnologia;

Capacitação de recursos humanos;

Considerações Finais

Obrigado!

Para maiores informaçoes:

[email protected]

www.cnpsa.embrapa.br